Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Журнал «Травма» Том 26, №5, 2025

Вернуться к номеру

Прогнозування хронічного болю після тяжких ран за допомогою штучного інтелекту: пілотне відкрите дослідження

Авторы: A. Popelnukha, D. Dmytriiev
Vinnytsia National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsia, Ukraine
Center for the Treatment and Rehabilitation of Chronic Pain “Prometheus”, Vinnytsia, Ukraine

Рубрики: Травматология и ортопедия

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Актуальність. Тяжкі травматичні рани, особливо у військових умовах, часто ускладнюються розвитком хронічного, нейропатичного та фантомного болю. Раннє прогнозування больових синдромів залишається клінічною проблемою. Використання технологій штучного інтелекту (ШІ) відкриває нові можливості для інтеграції аналізу фотографій ран, мікробіологічних знахідок і даних щодо впливу медикаментів у прогностичні моделі. Мета: оцінити предиктори розвитку хронічного та нейропатичного болю після тяжких ран і перевірити точність платформи штучного інтелекту в прогнозуванні больових синдромів у військових. Матеріали та методи. Проспективне одноцентрове дослідження включало 311 військовослужбовців України з тяжкими ушкодженнями кінцівок (139 ампутацій). Збирали клінічні й демографічні дані, проводили мікробіологічні дослідження, аналізували серійні фото ран. У платформі використано штучний інтелект для сегментації ран, оцінки інфекції та прогнозування ризику розвитку хронічного, нейропатичного й фантомного болю. Результати аналізували через 3 і 6 місяців за шкалою NRS та опитувальником DN4. Результати. Через 6 місяців хронічний біль виявили у 42 % пацієнтів з ампутаціями, ней­ропатичний — у 29 %, фантомний — у 24 %. Незалежними предикторами були: інфекція рани (OR 2,1; 95% ДІ 1,4–3,2), затримка загоєння > 8 тижнів (OR 2,7; 95% ДІ 1,8–4,0), високий початковий рівень болю (NRS ≥ 7) (OR 1,9; 95% ДІ 1,2–3,0) і призначення нейротоксичних антибіотиків (OR 1,8; 95% ДІ 1,1–2,9). Платформа показала чутливість 78 %, специфічність 74 % та AUC 0,81. Висновки. Інфекція, затримка загоєння і прийом нейротоксичних препаратів є ключовими факторами ризику розвитку хронічного й нейропатичного болю після тяжких ран. Використання ШІ-платформи забезпечує клінічно значуще прогнозування ризику й може поліпшити персоналізоване лікування та реабілітацію військових.

Background. Severe traumatic wounds, particularly in military settings, are frequently complicated by chronic, neuropathic, and phantom limb pain. Early prediction of pain trajectories remains a clinical challenge. Advances in artificial intelligence (AI) enable integration of wound imaging, microbiology, and pharmacological data into predictive models. We developed and tested an AI-driven platform for the prediction of chronic and neuropathic pain after severe wounds. Materials and methods. A prospective observational study of 311 Ukrainian military patients with severe limb injuries (including 139 amputees) was conducted in 2022–2025. Clinical, demographic, and microbiological data were collected alongside serial wound photographs. The platform processed wound images to assess healing dynamics, identify infection-related risk, and compute the probability of chronic, neuropathic, and phantom pain. Pain outcomes were assessed at 3 and 6 months using the Numeric Rating Scale (NRS) and the DN4 questionnaire. Results. At 6 months, chronic pain was present in 42 % of patients, neuropathic pain in 29 %, and phantom pain in 24 % of amputees. Independent predictors of neuropathic pain included wound infection (odds ratio (OR) 2.1, 95% confidence interval (CI) 1.4–3.2), delayed wound healing (> 8 weeks) (OR 2.7, 95% CI 1.8–4.0), high baseline pain intensity (NRS ≥ 7) (OR 1.9, 95% CI 1.2–3.0), and exposure to neurotoxic antibiotics (OR 1.8, 95% CI 1.1–2.9). The platform achieved a sensitivity of 78 %, specifi­city of 74 %, and AUC of 0.81. Conclusions. Infection, delayed healing, and neurotoxic drug exposure are major predictors of chronic and neuropathic pain after severe wounds. The AI platform provides accurate, clinically relevant risk prediction and may support personalized pain prevention and rehabilitation in military trauma care.


Ключевые слова

хронічний біль; нейропатичний біль; фантомний біль; штучний інтелект; загоєння ран; військова травма; прогностична модель

chronic pain; neuropathic pain; phantom limb pain; artificial intelligence; wound healing; military trauma; prediction model


Для ознакомления с полным содержанием статьи необходимо оформить подписку на журнал.


Список литературы

1. Dmytriiev D, Garland EL. Chronic pain during 60 days of war: the impact of the Russian war on Ukrainian patients. J Public Health (Berlin). 2024. doi: 10.1007/s10389-024-02243-w.
2. Woo K. The chronic wound-related pain model: holistic assessment and person-centered treatment. Clin Geriatr Med. 2024;40(3):501-514. doi: 10.1016/j.cger.2023.12.01.
3. Frescos N. Assessment of pain in chronic wounds: a survey of Australian health care practitioners. Int Wound J. 2018;15(6):943-949. doi: 10.1111/iwj.12951.
4. Battle C, Baker E, Dmytriiev D. Predictors of chronic pain, chronic opioid use and neuropathic pain in Ukrainian military patients with isolated thoracic injuries sustained during the Russia Ukraine conflict: a single centre prospective observational study. Eur J Trauma Emerg Surg. 2025;51:237. doi: 10.1007/s00068-025-02914-7.
5. Ksenchyna K, Ksenchyn O, Nazarchuk O, Dmytriiev D. The role of microbial wound contamination in chronic pain development in patients with injuries. Emerg Med. 2024;20(5):400-408. doi: 10.22141/2224-0586.20.5.2024.1740.
6. Serena TE, Yaakov RA, Aslam S, Aslam RS. Preventing, minimizing, and managing pain in patients with chronic wounds: challenges and solutions. Chronic Wound Care Manag Res. 2016;3:85-90. doi: 10.2147/cwcms.s85463.
7. Renner R, Erfurt-Berge C. Depression and quality of life in patients with chronic wounds: ways to measure their influence and their effect on daily life. Chronic Wound Care Manag Res. 2017;4:143-151. doi: 10.2147/cwcms.s124917.
8. Dobrovanov O, Dmytriiev D, Prochotsky A, Vidiscak M, Furkova K. Pain in COVID 19: quis est culpa? Electron J Gen Med. 2023;20(1):em435. doi: 10.29333/ejgm/12672.
9. Wung SF. Human factors and technology in the ICU. Crit Care Nurs Clin North Am. 2018;30(2). doi: 10.1016/j.cnc.2018.03.001.
10. Waller RG, Wright MC, Segall N, et al. Novel displays of patient information in critical care settings: a systematic review. J Am Med Inform Assoc. 2019;26(5):479-489. doi: 10.1093/jamia/ocy193.
11. Tegegne BA, Lema GF, Fentie DY, Bizuneh YB. Seve–rity of wound-related pain and associated factors among patients who underwent wound management at teaching and referral hospital, Northwest Ethiopia. J Pain Res. 2020;13:2543-2551. doi: 10.2147/jpr.s276449.
12. Dobrovanov O, Dmytriiev D, Prochotsky A, Vidiscak M, Furkova K. Chronic pain in post COVID syndrome. Bratisl Med J. 2023;124(2):97-103. doi: 10.4149/bll_2023_014.
13. Ksenchyna K, Dmytriiev D, Volanskyi K, et al. Early post trauma wound microbiota and its association with pain outcomes and mental health in combat related extremity injuries: a prospective analysis. Front Pain Res. 2025;6. doi: 10.3389/fpain.2025.1564994.
14. Freedman G, Entero H, Brem H. Practical treatment of pain in patients with chronic wounds: pathogenesis-guided management. Am J Surg. 2004;188(1A Suppl):31-35. doi: 10.1016/s0002-9610(03)00289-7.
15. Buch VH, Ahmed I, Maruthappu M. Artificial intelligence in medicine: current trends and future possibilities. Br J Gen Pract. 2018;68(668):143-144. doi: 10.3399/bjgp18x695213.
16. Cabral BP, Braga LAM, Conte Filho CG, et al. Future use of AI in diagnostic medicine: 2 wave cross sectio-nal survey study. J Med Internet Res. 2025;27:e53892. doi: 10.2196/53892.
17. Salomon I, Olivier S. Artificial intelligence in medicine: advantages and disadvantages for today and the future. Int J Surg Open. 2024;62(4):471-473. doi: 10.1097/io9.0000000000000133.
18. Popelnukha A, Dmytriiev D. Rapid Pain Assessment Tool avatar self pain report: a new objective method for adequate pain diagnosis? Рilot study. Emerg Med. 2025;21(4):394-397. doi: 10.22141/2224-0586.21.4.2025.1887.
19. Roy TK, Uniyal A, Akhilesh, Tiwari V. Multifactorial pathways in burn injury-induced chronic pain: novel targets and their pharmacological modulation. Mol Biol Rep. 2022;49(12):12121-12132. doi: 10.1007/s11033-022-07748-9.
20. Bi Y, Ye Y, Zhu Y, Ma J, Zhang X, Liu B. The effect of ketamine on acute and chronic wound pain in patients undergoing breast surgery: a meta-analysis and systematic review. Pain Pract. 2021;21(3):316-332. doi: 10.1111/papr.12961.
21. Ong Sio LC, Hom B, Garg S, Abd-Elsayed A. Mechanism of action of peripheral nerve stimulation for chronic pain: a narrative review. Int J Mol Sci. 2023;24(5):4540. doi: 10.3390/ijms24054540.
22. Healy CR, Gethin G, Pandit A, Finn DP. Chronic wound-related pain, wound healing and the therapeutic potential of cannabinoids and endocannabinoid system modulation. Biomed Pharmacother. 2023;168:115714. doi: 10.1016/j.biopha.2023.115714.
23. Andleeb A, Khan H, Andleeb A, Khan M, Tariq M. Advances in chronic wound management: from conventional treatment to novel therapies and biological dressings. Crit Rev Biomed Eng. 2024;52(5):29-62. doi: 10.1615/critrevbiomedeng.2024053066.
24. Kuchyn I, Horoshko V. Chronic pain in patients with gunshot wounds. BMC Anesthesiol. 2023;23(1):47. doi: 10.1186/s12871-023-02005-3.
25. Galdino-Jnior H, Martins de Oliveira Segundo E, Gomes Malaquias S, Vinaud MC, et al. Effect of heated saline solution on pain intensity, wound bed temperature, and comfort during chronic wound dressing changes: crossover randomi-zed clinical trial. Adv Skin Wound Care. 2024;37(5):1-8. doi: 10.1097/asw.0000000000000137.

Вернуться к номеру